Widok ŻYWNOŚĆ FUNKCJONALNA W PROFILAKTYCE ZDROWOTNEJ

Streszczenie

W odpowiedzi na wykazaną w ostatnich latach zależność pomiędzy sposobem żywienia a zdrowiem czło-wieka, narodziła się idea żywności funkcjonalnej, która poza dostarczaniem podstawowych składników od-żywczych, wykazuje również właściwości prozdrowotne. Zawartość składników aktywnych o udokumento-wanym, korzystnym wpływie na stan zdrowia sprawia, że żywność ta znajduje zastosowanie w profilaktyce wielu chorób, zwłaszcza cywilizacyjnych. Obecnie, z uwagi na potwierdzoną licznymi badaniami rolę reak-tywnych form tlenu oraz stresu oksydacyjnego w patogenezie wielu schorzeń, szczególne zainteresowanie wzbudzają produkty funkcjonalne zawierające w swym składzie związki aktywne o charakterze antyoksyda-cyjnym. W niniejszym opracowaniu omówiono na podstawie literatury pojęcie żywności funkcjonalnej oraz przykłady jej wykorzystania w zapobieganiu oraz wspomaganiu leczenia głównych chorób cywilizacyjnych, zaznaczając przy tym rolę związków antyoksydacyjnych.

Abstract

The concept of functional food developed in response to the increasing knowledge about relationship betwe-en nutrition and human health. This term include products which are intbetwe-ended not only to provide necessary nutrient but also to improve health and well-being. The content of active compounds with documented phy-siological effects allows to use the functional food in the prevention of many diseases, especially civilization diseases. At present, due to the role of reactive oxygen species and oxidative stress in the pathogenesis of many diseases, special attention is paid to functional products containing antioxidant active ingredients. In this paper we discussed the concept of functional food and examples of its use in the prevention and medical treatment support of major civilization diseases, highlighting the role of antioxidant compounds.

Ż

YWNOŚĆ FUNKCJONALNA

W PROFILAKTYCE ZDROWOTNEJ

Wprowadzenie

Obserwowana na przestrzeni ostatnich dekad po-prawa warunków oraz jakości życia doprowadziła do wzrostu zainteresowania społeczeństwa utrzymaniem jak najlepszego stanu zdrowia oraz opóźnianiem procesów starzenia. Jednocześnie wyniki licznych badań potwierdziły istnienie korelacji między dietą a zdrowiem i funkcjonowaniem organizmu. Wykaza-no, że sposób żywienia ma istotne znaczenie nie tylko w zapewnieniu zdrowia i dobrego samopoczucia, ale również w rozwoju szeregu chorób. W odpowiedzi na te doniesienia konsumenci przestali traktować żyw-ność wyłącznie jako czynnik zaspokajający głód oraz dostarczający podstawowych składników odżyw-czych. Pożądane stały się produkty spożywcze, które poza spełnianiem potrzeb żywieniowych wykazują również ukierunkowane działanie prozdrowotne.

W odpowiedzi na wzrastające wymagania konsu-mentów odnośnie korzyści zdrowotnych diety doszło do rozwoju nowego rynku produktów spożywczych określanych mianem żywności funkcjonalnej (ang.

functional food).

Charakterystyka żywności funkcjonalnej

Koncepcję żywności funkcjonalnej opracowali po raz pierwszy Japończycy w latach 80. ubiegłego wieku, definiując ją jako produkty spożywcze o okre-ślonym przeznaczeniu zdrowotnym (ang. Foods for

Specified Health Uses; FOSHU). W Japonii

zapocząt-kowano badania oraz rozpoczęto produkcję tego typu żywności na skalę przemysłową. Następnie ideą żyw-ności funkcjonalnej zainteresowali się również kon-sumenci oraz naukowcy w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie oraz Europie, gdzie jej definicja

ewolu-owała. Obecnie brak jest jednolitej, ogólnoświatowej definicji żywności funkcjonalnej, jednak najpow-szechniejsza jest ta wprowadzona w 1999 r. w ra-mach europejskiego programu badawczego o nazwie FUSOSE (ang. Functional Food Science in Europe). Według niej żywność można nazwać funkcjonalną, jeśli poza efektem odżywczym wykazuje ona udo-wodniony wpływ na jedną lub więcej funkcji orga-nizmu. Wpływ ten polega na poprawie stanu zdrowia i samopoczucia, a także na zmniejszaniu ryzyka cho-rób. Uznano, że żywność ta musi przypominać żyw-ność konwencjonalną oraz wykazywać korzystne od-działywanie w ilościach dostarczanych zwyczajowo, jako część składowa codziennej, zbilansowanej diety. Nie mogą to być suplementy diety lub leki przyjmo-wane w formie tabletek czy kapsułek [1].

Pojęcie żywności funkcjonalnej jest bardzo szero-kie, dlatego jej podziału można dokonać na podsta-wie różnych kryteriów. W literaturze często spotyka-na klasyfikacja uwzględnia przezspotyka-naczenie stosowania żywności funkcjonalnej w celu zaspokajania ściśle określonych potrzeb zdrowotnych. W tym przypad-ku wyróżniamy m.in. produkty zmniejszające ryzy-ko rozwoju chorób sercowo-naczyniowych, chorób nowotworowych, osteoporozy czy żywność dla osób z zaburzeniami metabolicznymi lub trawiennymi. Podział ten obejmuje również produkty funkcjonalne dla osób w określonych stanach fizjologicznych, np. dla kobiet w ciąży, dla sportowców, dla młodzieży w okresie intensywnego wzrostu, dla osób obciążo-nych stresem, czy dla ludzi starszych. Drugim po-wszechnym kryterium klasyfikacji jest swoisty skład żywności. Żywność funkcjonalną mogą stanowić pro-dukty naturalne, bogate w jakiś szczególny składnik lub może to być żywność, która została celowo zmo-dyfikowana technologicznie w celu uzyskania

pożą-danego wpływu na zdrowie (Tab. 1). Do tradycyjnej postaci żywności funkcjonalnej zalicza się większość owoców i warzyw, zboża, zioła, przyprawy, oleje, na-siona oraz napoje, takie jak kawa czy herbata [19]. Z kolei drugi typ żywności to m.in. produkty o zwięk-szonym stężeniu związku aktywnego występującego w nich naturalnie lub takie ze specjalnym dodatkiem składnika, który nie jest w nich normalnie zawarty. Mogą to być również produkty o zwiększonej biodo-stępności lub przyswajalności związków aktywnych, a także żywność, w której usunięto lub obniżono zawartość składników niepożądanych. W produkcji żywności funkcjonalnej stosowane są zwykle pro-dukty regularnie spożywane, takie jak nabiał, produk-ty zbożowe czy soki owocowe.

Korzyści zdrowotne wynikające ze spożywania produktów funkcjonalnych uwarunkowane są obec-nością w ich składzie całej gamy substancji biolo-gicznie aktywnych. Jest to grupa związków pocho-dzenia roślinnego lub zwierzęcego, które wpływają na funkcje fizjologiczne oraz metaboliczne organi-zmu [21]. Substancje te działając w pojedynkę, bądź w połączeniu, wywierają pożądany efekt zdrowotny oraz mogą zapobiegać, hamować, a nawet blokować rozwój wielu procesów chorobowych. Składniki bio-logicznie aktywne, które nadają żywności funkcjo-nalność to m.in. błonnik pokarmowy, oligosacharydy, bakterie kwasu mlekowego, witaminy (np. B₆, B₁₂, C, D, K), mikro- oraz makroelementy (np. Ca, Mg, Zn, Se), antyutleniacze (np. witamina E, karotenoidy, fla-wonoidy, polifenole), białka, aminokwasy, wielonie-nasycone kwasy tłuszczowe czy „fitozwiązki” (np. fitosterole, fitoestrogeny).

Tab. 1. Kategorie produktów funkcjonalnych oraz ich przykłady.

Kategoria produktów Przykład

Produkt naturalny Marchew (zawiera m.in. β-karoten) Produkt z dodatkiem składników, które nie występują

w nim naturalnie Margaryna z dodatkiem steroli lub stanoli roślinnych Produkt, w którym zwiększono zawartość składników

występujących w nim naturalnie Pomidory ze zwiększoną ilością likopenu Produkt, z którego usunięto niepożądany składnik lub

Zastosowanie żywności funkcjonalnej w profilak-tyce zdrowotnej

Ze względu na wzrastające zagrożenie społeczeń-stwa chorobami cywilizacyjnym, największe zaintere-sowanie wzbudza obecnie możliwość wykorzystania żywności funkcjonalnej w profilaktyce zdrowotnej. Rozwój nauki umożliwił określenie mechanizmów działania związków aktywnych, które odpowiadają za potencjał terapeutyczny tej grupy żywności.

Obecnie, duża liczba danych potwierdza istotny udział reaktywnych form tlenu (RFT) i generowanego przez nie stresu oksydacyjnego w patogenezie wielu chorób cywilizacyjnych. Dlatego wśród składników aktywnych szczególną rolę przypisuje się związkom aktywnym z grupy antyutleniaczy, które nie tylko przeciwdziałają niszczycielskiemu działaniu RFT, ale wykazują również szereg innych mechanizmów wa-runkujących ich prozdrowotne efekty. W odpowiedzi na te doniesienia, rynek żywności funkcjonalnej roz-począł intensywne poszukiwania produktów stano-wiących naturalne źródło takich związków. Poniżej przedstawiono zastosowanie wybranych produktów funkcjonalnych w profilaktyce oraz wspomaganiu le-czenia głównych chorób cywilizacyjnych, skupiając się przy tym na roli związków z grupy antyutleniaczy.

Choroby nowotworowe

Nowotwory są poważnym problemem zdrowot-nym, który stanowi znaczny odsetek wśród przyczyn zgonów. Zdaniem naukowców, na wystąpienie nowo-tworów ma wpływ także dieta. Wobec tego, jednym

ze sposobów zapobiegawczych jest włączenie do codziennych posiłków produktów funkcjonalnych, zawierających w swym składzie związki aktywne, ingerujące w wieloletni proces kancerogenezy na wszystkich trzech etapach: inicjacji, promocji oraz progresji (Ryc. 1). Takie właściwości wykazują związki o charakterze antyoksydacyjnym [2].

Jednym z najskuteczniejszych antynowotworo-wych produktów funkcjonalnych jest zielona herbata. Właściwości chemoprewencyjne (czyli zapobieganie rozwojowi nowotworu lub opóźnienie jego powsta-wania) tego napoju wynikają z obecności flawono-idów, w szczególności galusanu epigallokatechiny (EGCG) [15]. Wykazano, że EGCG hamuje in vitro rozwój komórek rakowych piersi, skóry, gruczołu krokowego, płuc, jelita grubego oraz wątroby. Zielo-na herbata może być skuteczZielo-na także w przypadku rzadziej występujących guzów, jak anaplastyczny rak tarczycy, który jest jednym z najgorzej rokujących nowotworów [15]. Wśród mechanizmów działania EGCG odpowiedzialnych za aktywność przeciwno-wotworową wymienia się: zmniejszenie produkcji RFT, stymulację wewnętrznych mechanizmów an-tyoksydacyjnych, indukowanie apoptozy (śmierci) komórek nowotworowych oraz zapobieganie ich proliferacji (namnażaniu). Ponadto EGCG wykazuje

zdolność hamowania angiogenezy, czyli procesu po-wstawania nowych naczyń krwionośnych zaopatrują-cych komórki rakowe w tlen i składniki odżywcze, niezbędne im do niekontrolowanego wzrostu. EGCG zapobiega także tworzeniu się przerzutów. Dane lite-raturowe wskazują również, że flawonoidy zielonej

Ryc. 1. Antynowotworowe właściwości związków aktywnych żywności funkcjonalnej, obejmujące ingerencję w etap inicjacji, promocji oraz progresji kancerogenezy.

herbaty uwrażliwiają komórki rakowe na działanie chemioterapii oraz radioterapii, a jednocześnie chro-nią zdrowe komórki przed ich toksycznością [25]. Należy jednak zaznaczyć, że aktywność antynowo-tworowa zielonej herbaty uzależniona jest od picia znacznych jej ilości – nawet powyżej 10 filiżanek dziennie.

Szerokie działanie prewencyjne oraz terapeutyczne w odniesieniu do chorób nowotworowych wykazuje również soja. Badania epidemiologiczne pokazują, że istnieje ścisła korelacja pomiędzy spożywaniem dużej ilości produktów sojowych, a zmniejszoną za-chorowalnością na nowotwory prostaty oraz sutka. Podstawą skuteczności soi jest genisteina, należąca do grupy izoflawonów [15]. Badania in vitro oraz in

vivo wykazały, że związek ten posiada aktywność

antyoksydacyjną, hamuje namnażanie i angiogene-zę oraz działa proapoptycznie. W literaturze, cangiogene-zęsto podkreślaną właściwością tego izoflawonu jest jego aktywność estrogenowa. Genisteina, ze względu na podobieństwo strukturalne do ludzkich estrogenów, odznacza się silnym powinowactwem do ich recepto-rów. Połączenie genisteiny z takim receptorem powo-duje zahamowanie wzrostu guza i zmniejszenie ry-zyka rozwoju nowotworów hormonozależnych [13]. Warto jednak zwrócić uwagę na fakt, że genisteina w pewnych przypadkach może przyczyniać się do przyśpieszania wzrostu raka piersi. Wyniki najnow-szych badań na zwierzętach sugerują, że wczesne, wieloletnie przyjmowanie genisteiny skutkuje zwięk-szoną ochroną przed nowotworem oraz jego nawro-tami. Jednak w przypadku, gdy genisteinę podaje się jedynie w czasie leczenia nowotworu, oporność komórek nowotworowych na terapię oraz ryzyko na-wrotów wzrasta [40].

Kolejnym produktem funkcjonalnym o silnym działaniu antynowotworowym jest kurkuma, a wła-ściwości te wynikają z obecności związku aktywnego o nazwie kurkumina. Wśród najważniejszych mecha-nizmów uzasadniających stosowanie tego produktu w chemoprewencji wymieniane jest działanie prze-ciwzapalne kurkuminy, które wynika z hamowania aktywności jądrowego czynnika transkrypcyjnego NF-κB – kluczowego elementu w powstawaniu stanu zapalnego [28]. Właściwość ta ma istotne znaczenie, ponieważ niefizjologiczny stan zapalny, utrzymują-cy się przez dłuższy czas, może stać się przyczyną rozwoju nowotworu. Według danych literaturowych kurkumina jest wysoce selektywna wobec nowotwo-rów skóry, żołądka, dwunastnicy, jelita grubego, wą-troby, płuc i piersi [28]. Badania sugerują, że związek ten wykazuje skuteczność nawet w przypadku tak agresywnego nowotworu, jakim jest glejak

wielopo-staciowy. Według najnowszych doniesień, kurkumi-na wpływa kurkumi-na modulowanie szlaków sygkurkumi-nałowych związanych z żywotnością komórek macierzystych glejaka, które wykazują oporność na tradycyjne le-czenie stanowiąc tym samym przyczynę nawrotów [14]. Związek ten jest bezpiecznym środkiem antyno-wotworowym, jednak ograniczeniem jest jego słaba biodostępność w ludzkim organizmie. Jedną z metod pozwalających zwiększyć wchłanianie tego składni-ka jest połączenie go z piperyną – związkiem wystę-pującym w czarnym pieprzu.

Choroby sercowo-naczyniowe

Choroby układu sercowo-naczyniowego stanowią najczęstszą przyczynę zgonów wśród ludzi na całym świecie. Do głównych czynników ryzyka rozwoju tych schorzeń, obok uwarunkowań genetycznych oraz stylu życia, należy dieta [4]. Zwiększenie spoży-cia żywności funkcjonalnej zawierającej substancje o działaniu antyoksydacyjnym może mieć istotne znaczenie kardioochronne (Ryc. 2).

Wśród produktów funkcjonalnych zdolnych do zapobiegania chorobom sercowo-naczyniowych duże zainteresowanie wzbudza gorzka czekolada. Analiza badań wskazuje, że spożywanie dużej ilości tego produktu wiąże się ze zmniejszonym ryzy-kiem zdarzeń sercowo-naczyniowych oraz redukcją udarów niedokrwiennych mózgu [8]. Za szczegól-ne właściwości gorzkiej czekolady odpowiadają flawonoidy zawarte w kakao. Związki te, jako an-tyutleniacze, wykazują zdolność zapobiegania oraz hamowania utleniania lipoprotein o małej gęstości (LDL) oraz przyczyniają się do wzrostu całkowitego potencjału antyoksydacyjnego osocza. Wiele badań wskazuje, że flawonoidy kakao obniżają ciśnienie tętnicze krwi, a działanie to wynika głównie z ich zdolności do stymulacji syntezy tlenku azotu, który sprzyja relaksacji naczyń krwionośnych [27]. Ponad-to stwierdzono, że związki występujące w gorzkiej czekoladzie wykazują działanie przeciwzakrzepowe, które związane jest z hamowaniem aktywacji oraz agregacji płytek krwi. W warunkach laboratoryjnych, efekt antypłytkowy flawonoidów kakao był porówny-walny to tego uzyskiwanego po zastosowaniu aspiry-ny [18].

Kolejnym produktem funkcjonalnym o istotnych właściwościach kardioprotekcyjnych jest czerwo-ne wino. Naukowcy potwierdzili, że systematyczczerwo-ne spożywanie tego napoju stanowi przyczynę fenome-nu tzw. „francuskiego paradoksu” – zjawiska obser-wowanego wśród Francuzów, którzy pomimo teore-tycznie niezdrowej diety, odznaczają się stosunkowo

niską zachorowalnością na choroby sercowo-naczy-niowe [26]. Czerwone wino zawiera w swym składzie wiele cennych związków aktywnych, wśród których największe znaczenie ma resweratrol. Jak wskazują wyniki badań, czerwone wino przywraca prawidło-we funkcje śródbłonka oraz zmniejsza agregację pły-tek krwi i stężenie fibrynogenu – białka, które bierze

udział w procesie krzepnięcia [26]. Inną przyczyną kardioprotekcyjnego działania czerwonego wina jest zdolność resweratrolu do hamownia procesów zapal-nych, głównie w wyniku obniżenia aktywności czyn-nika transkrypcyjnego NF-κB [26]. Zaobserwowano, że po spożyciu tego napoju spada poziom większości wskaźników stanu zapalnego, m.in. białka CRP (ang.

C-reactive protein) [26]. Wyniki ostatnich badań

wskazują również, że czerwone wino może chronić naczynia krwionośne przed uszkodzeniami zainicjo-wanymi paleniem papierosów. Według obserwacji niemieckich naukowców, wypicie wina na godzinę przed paleniem ogranicza negatywne skutki wywo-łane przez papierosy, w tym ostre stany zapalne [35]. Wymienione powyżej właściwości kardioochronne czerwonego winawystępują przy umiarkowanej kon-sumpcji tego napoju, która zgodnie z danymi literatu-rowymi, wynosi zwykle do 200 ml dziennie dla ko-biet oraz do 300 ml dziennie w przypadku mężczyzn. Obiecujące rezultaty wynikają również z włączenia do diety oliwy z oliwek. Wyniki jednego z badań poka-zały, że spożywanie najwyższych ilości tego produk-tu (>31,2 g/dziennie) powoduje znaczne ograniczenie ryzyka choroby wieńcowej serca, w porównaniu do grupy o najniższym spożyciu (≤15,9 g/dziennie) [7].

Korzyści z konsumpcji tego produktu wynikają głównie z obecności polifenolowych antyutleniaczy, które stymulują mechanizmy antyoksydacyjne organizmu oraz hamują produkcję RFT zaangażowanych w utle-nianie lipoprotein. W badaniu in vivo na zwierzętach wykazano, że podawanie oliwy z oliwek wpływa na profil lipidowy, hamuje aktywność

proagregacyj-ną płytek krwi, działa przeciwzakrzepowo, a także zmniejsza nasilenie uszkodzeń śródbłonka naczyń krwionośnych [22]. Ponadto składniki aktywne oliwy z oliwek wykazują silne działanie przeciwzapalne, a ich skuteczność w tym zakresie dorównuje skutecz-ności wynikającej z zastosowania ibuprofenu [29]. Należy jednak pamiętać, że oliwa z oliwek stanowi istotny element kardioprewencji jedynie wtedy, gdy pozyskiwana jest z procesu pierwszego tłoczenia, pozwalającego na zachowanie najwyższego poziomu cennych składników.

Choroby metaboliczne

Choroby metaboliczne to grupa schorzeń, w prze-biegu których dochodzi do zaburzeń przemiany wę-glowodanów lub tłuszczów. Obecnie najczęściej występującą chorobą tego typu jest otyłość. Najnow-sze analizy wskazują, że problem ten dotyczy 640 milionów ludzi na całym świecie, a według przewi-dywań, w 2025 r. obejmie on nawet 20% globalnej populacji [31]. Wśród związków aktywnych, które mogą być pomocne w profilaktyce oraz wspomaga-niu leczewspomaga-niu otyłości jest kapsaicyna. Jego głównym źródłem pokarmowym są różne odmiany papryki. Jak

wskazują wyniki badań, związek ten hamuje trans-krypcje genów białek zaangażowanych w adipogene-zę, czyli proces odpowiadający za gromadzenie się tkanki tłuszczowej [11]. Kapsaicyna pobudza rów-nież spalanie energii oraz stymuluje termogenezę. Jednym z postulowanych mechanizmów wzrostu ter-mogenezy jest indukowane kapsaicyną wydzielanie katecholamin i następująca po nim aktywacja recep-torów β-adrenergicznych [11]. W eksperymencie na zwierzętach, które karmiono posiłkami bogatymi w tłuszcze, podawanie tego związku wywołało redukcję masy ciała o 8%, w zestawieniu z grupą kontrolną [20]. Według naukowców, kapsaicyna pobudza wy-dzielanie katecholamin z rdzenia nadnerczy poprzez stymulację ośrodkowego układu nerwowego [39]. W walce z otyłością istotny jest również wpływ tego związku na ograniczenie spożycia pokarmów, wyni-kający ze zdolności do modulowania poziomu hor-monów przewodu pokarmowego związanych z od-czuwaniem głodu i apetytem [11].

Potencjał w przeciwdziałaniu otyłości wykazuje również rozmaryn. Związki aktywne tego produktu, które odpowiadają za jego właściwości, to przede wszystkim karnozol oraz kwas karnozowy [17]. W badaniu na myszach karmionych dietą wyso-kotłuszczową, podawanie przez 50 dni ekstraktu z rozmarynu doprowadziło do ograniczenia wzrostu wagi o 64%, w zestawieniu z grupą kontrolną [17]. Powodem uzyskanego rezultatu było ograniczenie wchłaniania tłuszczu z pokarmu, które wynikało z blokowania aktywności lipazy trzustkowej. Inne doniesienia wskazują, że związki aktywne rozma-rynu hamują proces powstawania nowych komórek tłuszczowych oraz normalizują poziom frakcji lipi-dowych we krwi (tzw. profil lipidowy). Wyniki ba-dania klinicznego pokazały, że podawanie proszku z liści rozmarynu codziennie przez 4 tygodnie osobom z hiperlipidemią czyli wysokim poziomem choleste-rolu i trójglicerydów we krwi, skutkuje obniżeniem ich zawartości o 34% (cholesterol całkowity i frakcja LDL) oraz o 29% (trójglicerydy) [24]. Podobny efekt zaobserwowany został również w eksperymentach przeprowadzonych na modelach zwierzęcych [5, 6].

Wśród chorób metabolicznych coraz bardziej po-wszechna jest również cukrzyca, która objawia się niebezpiecznym wzrostem poziomu glukozy we krwi czyli tzw. hiperglikemią. Obecnie najczęściej wy-stępująca jest cukrzyca typu II, która związana jest z opornością komórek organizmu na działanie insuli-ny. Kluczowym czynnikiem ograniczającym ryzyko rozwoju tej choroby jest odpowiednia dieta.

Wśród żywności funkcjonalnej, która okazuje się pomocna w walce z cukrzycą, wymieniana jest kawa.

Według danych epidemiologicznych istnieje odwrot-na zależność między częstym piciem kawy a ryzy-kiem wystąpienia cukrzycy typu II. Zebrana dotąd wiedza wskazuje, że spożywanie 6 filiżanek kawy dziennie może obniżyć ryzyko tej choroby nawet o 33% [9]. Za hipoglikemiczne właściwości tego na-poju odpowiadają zawarte w nim związki aktywne z grupy polifenoli, zwłaszcza kwas chlorogenowy. Badania wykazały, że związek ten spowalnia wy-dzielanie glukozy do krwi po spożytym posiłku oraz zwiększa czułość komórek obwodowych organizmu na insulinę[3]. Co więcej, polifenole obecne w kawie przyczyniają się również do aktywacji hormonów przewodu pokarmowego, które zwiększają wydziela-nie insuliny oraz powodują ograniczawydziela-nie wchłaniania glukozy w jelicie cienkim [3].

Kolejnym produktem funkcjonalnym, który wy-kazuje skuteczność w prewencji cukrzycy jest cy-namon. Związki aktywne tego produktu powodują zwiększenie wrażliwości komórek na insulinę, co wynika z pobudzania jej receptorów oraz hamowania aktywności białkowej fosfatazy tyrozynowej (PTP--1B) – enzymu, który katalizuje defosforylację re-ceptorów insulinowych zmniejszając tym samym ich aktywność [10]. Badania wykazały, że ekstrakt z cy-namonu nasila działanie insuliny niemal 20-krotnie, a efekt ten przewyższa rezultat uzyskiwany po zasto-sowaniu innych przypraw i ziół [34]. Przeciwcukrzy-cowe właściwości tego produktu wynikają również z hamowania enzymów, które rozkładają węglowoda-ny złożone do glukozy w przewodzie pokarmowym. Dodatkowo, polifenole cynamonu hamują powstawa-nie tzw. końcowych produktów zaawansowanej gli-kacji, czyli nieenzymatycznego procesu wiązania się cząsteczek cukru z cząsteczkami białek, który nasila się w stanie hiperglikemii. Nagromadzenie tych pro-duktów w organizmie może doprowadzić do poważ-nych powikłań [34].

Inne choroby

Wśród zastosowań żywności funkcjonalnej wy-mieniana jest także profilaktyka chorób układu im-munologicznego, zwłaszcza powszechnych obecnie alergii. Istotne znaczenie mają tu produkty funkcjo-nalne bogate w kwercetynę - związek z grupy flawo-noidów. Są to przede wszystkim jabłka oraz cebula [30]. Badania dostarczają wyników przemawiających za tym, że związek ten ogranicza syntezę oraz uwal-nianie mediatorów procesów zapalnych i reakcji alergicznych, do których należą m.in. histamina, pro-staglandyny czy leukotrieny. Metaanaliza 7 badań epi-demiologicznych pokazała, że istnieje statystycznie

istotna zależność między wysokim spożyciem jabłek a obniżonym ryzykiem ataków astmy [36]. Według eksperymentu przeprowadzonego na zwierzętach, ponad 25% dostarczonej do organizmu kwercetyny lokalizuje się w komórkach płuc, co zdaniem na-ukowców, może dodatkowo wpływać na ogranicze-nie rozwoju astmy [30]. Inne doogranicze-niesienia wskazują, że kwercetyna może skutecznie zapobiegać reakcjom anafilaktycznym. U szczurów doświadczalnych, któ-re któ-reagowały wstrząsem anafilaktycznym na podanie orzeszków ziemnych, stosowanie kwercetyny przez 4 tygodnie powodowało istotne obniżenie poziomu histaminy, zahamowanie aktywności immunoglobu-lin E oraz ograniczenie częstości anafilaksji [37].

Zakres działania żywności funkcjonalnej obejmuje również spowalnianie procesów związanych ze sta-rzeniem organizmu. Przykładem takich produktów są czarneborówki (Vaccinium sp.) będące bogatym źró-dłem związków z grupy antocyjanów i polifenoli [32, 38]. Badanie doświadczalne w udziałem zwierząt po-kazało, że włączenie do diety tych owoców spowol-niło związany z wiekiem spadek stężenia tzw. białek szoku termicznego (ang. heat shock proteins; HSP), które odgrywają istotną rolę w ochronie komórek or-ganizmu przed czynnikami stresowymi [12]. Według wyników innych badań [16, 38] podawanie borówek starszym szczurom powodowało złagodzenie spadku funkcji poznawczych oraz poprawę sprawności mo-torycznej. Z kolei wyniki eksperymentu z udziałem ludzi sugerują, że spożywanie soku z borówki

(Vacci-nium angustifolium) (odmiana borówki występująca

w Kanadzie i północnych częściach USA) może po-prawiać pamięć u starszych osób, dotkniętych łagod-nymi zaburzeniami funkcji poznawczych (ang. Mild

Cognitive Impairment) [23]. Ze względu na małą

licz-bę badanych, wyniki te wymagają jednak weryfikacji. Istotnym jest również fakt, że ekstrakt z borówek po-woduje wydłużanie o 10% średniego okresu żywot-ności muszek owocówek. Według autorów badania jest to prawdopodobnie związane z pobudzaniem ekspresji genów, które kodują endogenne antyutle-niacze [33]. W cytowanych pozycjach literaturowych nie ma danych, które wskazywałyby, które związki aktywne borówek odpowiadają za tę właściwość.

Osteoporoza stanowi kolejny poważny problem zdrowotny, zaliczany do chorób cywilizacyjnych. Polega ona na zaburzeniu równowagi pomiędzy za-nikiem komórek kostnych a tworzeniem nowych. Występuje często u kobiet w okresie postmenopau-zalnym, u których obserwowany jest niedobór es-trogenów. Badania naukowe dostarczają danych sugerujących, że istotne znaczenie w profilaktyce osteoporozy mają izoflawony produktów sojowych.

W krajach azjatyckich, gdzie produkty te są podstawą diety, odnotowuje się mniejszą liczbę zachorowań na osteoporozę, w porównaniu do innych rejonów świa-ta. Spożywanie soi zapobiega utracie masy kostnej poprzez ograniczenie eliminacji komórek kostnych oraz jednoczesnej stymulacji tworzenia nowych. Jak podaje literatura, właściwości te wynikają ze wspo-mnianego wcześniej podobieństwa izoflawonów soi do estrogenów, które odgrywają istotną rolę w me-tabolizmie kostnym. Co więcej, związki te, tak samo jak ludzkie estrogeny, uczestniczą we wchłanianiu wapnia z przewodu pokarmowego [41].

Podsumowanie

Przytoczone powyżej przykłady wskazują, że żyw-ność funkcjonalna daje dużą szansę na ograniczenie zachorowalności oraz śmiertelności związanej z cho-robami cywilizacyjnymi. Badania dostarczają wyni-ków sugerujących, że produkty funkcjonalne mogą stanowić uzupełnienie dla tradycyjnych leków oraz terapii stosowanych w medycynie. Wydaje się jednak, że istnieje konieczność prowadzenia dalszych badań nad wpływem takiej żywności na stan zdrowia. Na potrzeby tego typu badań powstała i rozwija się inter-dyscyplinarna dziedzina nauki zwana nutrigenomiką. Do jej nadrzędnych celów należy identyfikacja me-chanizmów warunkujących to, w jaki sposób skład-niki aktywne pożywienia oddziałują na stan zdrowia, a także analizowanie zależności między dietą a ge-netycznymi predyspozycjami do chorób cywilizacyj-nych. Wiedza na temat tych mechanizmów pozwoli w przyszłości opracowywać bezpieczną żywność funkcjonalną, która będzie mogła stanowić element spersonalizowanej diety.

Bibliografia

1. Abdel-Salam A.M. (2010): Functional Foods: Hopefulness to Good Health, American Journal of Food Technology, 5: 86-99

2. Aghajanpour M., Nazer M.R., Obeidavi Z., Akbari M., Ezati P., Kor N.M. (2017): Functional foods and

their role in cancer prevention and health promotion: a comprehensive review, American Journal of

Can-cer Research, 7: 740-769

3. Akash M.S.H., Rehman K., Chen S. (2014): Effects of coffee on type 2 diabetes mellitus, Nutrition, 2014, 30: 755-763 4. Alissa E.M., Ferns G.A. (2012): Functional Foods and Nutraceuticals in the Primary Prevention of

Car-diovascular Diseases, Journal of Nutrition and Metabolism, 2012: 1-16

5. Al-Jamal A.-R., Alqadi T. (2011): Effects of Rosemary (Rosmarinus officinalis) on Lipid Profile of

Diabe-tic Rats, Jordan Journal of Biological Sciences, 4: 199-204

6. Alnahdi H.S. (2012): Effect of Rosmarinus Officinalis Extract on some Cardiac Enzymes of

Streptozoto-cin-induced Diabetic Rats, Journal of Health Sciences, 2: 33-37

7. Bendinelli B., Masala G., Saieva C., Salvini S., Calonico C., Sacerdote C., Agnoli C., Grioni S., Frasca G., Mattiello A., Chiodini P., Tumino R., Vineis P., Palli D., Panico S. (2011): Fruit, vegetables, and olive oil

and risk of coronary heart disease in Italian women: the EPICOR Study, The American Journal of Clinical

Nutrition, 93: 275-83

8. Buitrago-Lopez A., Sanderson J., Johnson L., Warnakula S., Wood A., Di Angelantonio E., Franco O.H. (2011): Chocolate consumption and cardiometabolic disorders: systematic review and meta-analysis, BMJ, 343: d4488

9. Ding M., Bhupathiraju S.N., Chen M., van Dam R.M., Hu F.B. (2014): Caffeinated and Decaffeinated

Coffee Consumption and Risk of Type 2 Diabetes: A Systematic Review and a Dose-Response Meta-ana-lysis, Diabetes Care, 37: 569-586

10. Eijaz S., Salim A., Waqar M.A. (2014): Possible Molecular Targets of Cinnamon in the Insulin Signaling

Pathway, Journal of Biochemical Technology, 5: 708-717

11. Fattori V., Hohmann M.S.N., Rossaneis A.C., Pinho-Ribeiro F.A., Verri W.A. (2016): Capsaicin: Current

Understanding of Its Mechanisms and Therapy of Pain and Other Pre-Clinical and Clinical Uses,

Mole-cules, 21: 844

12. Galli R.L., Bielinski D.F., Szprengiel A., Shukitt-Hale B., Joseph J.A. (2006): Blueberry supplemented diet

reverses age-related decline in hippocampal HSP70 neuroprotection, Neurobiology of Aging, 27: 344–350

13. Garg S., Lule V.K., Malik R.K., Tomar S.K. (2016): Soy Bioactive Components in Functional Perspective:

A Review, International Journal of Food Properties, 19: 2550-2574

14. Gersey Z.A., Rodriguez G.A., Barbarite E., Sanchez A., Walters W.M., Ohaeto K.C., Komotar R.J., Gra-ham R.M. (2017): Curcumin decreases malignant characteristics of glioblastoma stem cells via induction

of reactive oxygen species, BMC Cancer, 17: 99

15. González-Vallinas M., González-Castejón M., Rodríguez-Casado A., Ramírez de Molina A. (2013):

Die-tary phytochemicals in cancer prevention and therapy: a complemenDie-tary approach with promising per-spectives, Nutrition Reviews, 71: 585-599

16. Goyarzu P., Malin D.H., Lau F.C., Taglialatela G., Moon W.D., Jennings R., Moy E., Moy D., Lippold S., Shukitt-Hale B., Joseph J.A. (2004): Blueberry Supplemented Diet: Effects on Object Recognition

Memo-ry and Nuclear Factor-kappa B Levels in Aged Rats, Nutritional Neuroscience, 7: 75-83

17. Harach T., Aprikian O., Monnard I., Moulin J., Membrez M., Béolor J.C., Raab T., Macé K., Darimont C. (2010): Rosemary (Rosmarinus officinalis L.) leaf extract limits weight gain and liver steatosis in mice fed

a high-fat diet, Planta Medica, 76: 566-571

18. Ishaq S., Jafri L. (2017): Biomedical Importance of Cocoa (Theobroma cacao): Significance and Potential

for the Maintenance of Human Health, Matrix Science Pharma, 1: 01-05

19. Jenzer H., Büsse S., Silva M., Sadeghi L. (2016): Functional food, BAOJ Nutrition, 2: 014

20. Joo J.I., Kim D.H., Choi J.W., Yun J.W. (2010): Proteomic Analysis for Antiobesity Potential of Capsaicin

on White Adipose Tissue in Rats Fed with a High Fat Diet, Journal of Proteome Research, 9: 2977–2987

21. Kaur S., Das M. (2011): Functional Foods: An Overview, Food Science and Biotechnology, 20: 861-875 22. Khurana S., Venkataraman K., Hollingsworth A., Piche M., Tai T. C. (2013): Polyphenols: Benefits to the

23. Krikorian R., Shidler M.D., Nash T.A., Kalt W., Vinqvist-Tymchuk M.R., Shukitt-Hale B., Joseph J.A. (2010): Blueberry Supplementation Improves Memory in Older Adults, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58: 3996–4000

24. Labban L., Mustafa U., Ibrahim Y. (2014): The Effects of Rosemary (Rosmarinus officinalis) Leaves

Po-wder on Glucose Level, Lipid Profile and Lipid Perodoxation, International Journal of Clinical Medicine,

5: 297-304

25. Lecumberri E., Dupertuis Y.M., Miralbell R., Pichard C. (2013): Green tea polyphenol

epigallocatechin--3-gallate (EGCG) as adjuvant in cancer therapy, Clinical Nutrition, 32: 894-903

26. Liberale L., Bonaventura A., Montecucco F., Dallegri F., Carbone F. (2017): Impact of Red Wine

Con-sumption on Cardiovascular Health, Current Medicinal Chemistry, 24: 1-21

27. Ludovici V., Barthelmes J., Nägele M.P., Enseleit F., Ferri C., Flammer A.J., Ruschitzka F., Sudano I. (2017): Cocoa, Blood Pressure, and vascular Function, Frontiers in Nutrition, 4: 36

28. Mandal S. (2016): Curcumin, a promising anti-cancer therapeutic: it’s bioactivity and development of

drug delivery vehicles, International Journal of Drug Research and Technology, 6: 43-57

29. Martín-Pelaéz S., Covas M.I., Fitó M., Anita Kušar A., Pravst I. (2013): Health effects of olive oil

polyphe-nols: Recent advances and possibilities for the use of health claims, Molecular Nutrition & Food

Re-search, 2013, 57: 760-71

30. Mlcek J., Jurikova T., Skrovankova S., Sochor J. (2016): Quercetin and Its Anti-Allergic Immune

Re-sponse, Molecules, 21: 623

31. NCD Risk Factor Collaboration (2016): Trends in adult body-mass index in 200 countries from 1975 to

2014: a pooled analysis of 1698 population-based measurement studies with 19·2 million participants,

Lancet, 387: 1377-1396

32. Peng C., Wang X., Chen J., Jiao R., Wang L., Li Y.M., Zuo Y., Liu Y., Lei L., Ma K.Y., Huang Y., Chen Z-Y. (2014): Biology of Ageing and Role of Dietary Antioxidants, BioMed Research International, 2014: 831841

33. Peng C., Zuo Y., Kwan K.M., Liang Y., Ma K.Y., Chan H.Y., Huang Y., Yu H., Chen Z-Y. (2012):

Blueber-ry extract prolongs lifespan of Drosophila melanogaster, Experimental Gerontology, 47: 170-178

34. Qin B., Panickar K.S., Anderson R.A. (2010): Cinnamon: Potential Role in the Prevention of Insulin

Resistance, Metabolic Syndrome, and Type 2 Diabetes, Journal of Diabetes Science and Technology, 4:

685-693

35. Schwarz V., Bachelier K., Schirmer S.H., Werner C., Laufs U., Böhm M. (2017): Red Wine Prevents the

Acute Negative Vascular Effects of Smoking, The American Journal of Medicine, 130: 95-100

36. Seyedrezazadeh E., Moghaddam M.P., Ansarin K., Vafa M.R., Sharma S., Kolahdooz F. (2014): Fruit

and vegetable intake and risk of wheezing and asthma: a systematic review and meta-analysis, Nutrition

Reviews, 72: 411-28

37. Shishehbor F., Behroo L., Broujerdnia M.G., Namjoyan F., Latifi S.-M. (2010): Quercetin effectively

quells peanut-induced anaphylactic reactions in the peanut sensitized rats, Iran. J. Allergy Asthma

Immu-nol., 9: 27–34

38. Shukitt-Hale B., Bielinski D.F., Lau F.C., Willis L.M., Carey A.N., Joseph J.A. (2015): The beneficial

effects of berries on cognition, motor behaviour and neuronal function in ageing, British Journal of

Nu-trition, 114: 1542-9

39. Watanabe T., Kawada T., Kurosawa M., Sato A., and Iwai K. (1988): Adrenal sympathetic efferent nerve

and catecholamine secretion excitation caused by capsaicin in rats¸ American Journal of Physiology, 255:

E23-7

40. Zhang X., Cook K.L, Warri A., Cruz I.M, Rosim M., Riskin J., Helferich W., Doerge D., Clarke R., Hilaki-vi-Clarke L. (2017): Lifetime Genistein Intake Increases the Response of Mammary Tumors to Tamoxifen

in Rats, Clinical Cancer Research, 23: 814-824

41. Zheng X., Lee S-K., Chun O.K. (2016): Soy Isoflavones and Osteoporotic Bone Loss: A Review with an

Emphasis on Modulation of Bone Remodeling, Journal of Medicinal Food, 1: 1-14

Mgr inż. Agnieszka Trela, doktorantka w Katedrze Fizyki Medycznej i Biofizyki, Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie

Dr hab. Renata Szymańska, adiunkt naukowy Katedra Fizyki Medycznej i Biofizyki, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie. E-mail: renata.szymanska@fis.agh.edu.pl